RU2556226C1

RU2556226C1 - Fuel briquettes

Info

Publication number: RU2556226C1
Application number: RU2014127106/04A
Authority: RU
Inventors: Рубин Елизарович Шпербер; Давид Рубинович Шпербер; Елизар Рубинович Шпербер; Бенсион Елизарович Шпербер; Игорь Валерьевич Дун; Ирина Рубиновна Дун; Лев Игоревич Дун; Мальция Игоревна Дун; Сара Игоревна Дун
Original assignee: Общество с Ограниченной Ответственностью Строительное научно-техническое малое предприятие "ЭЗИП"
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention describes fuel briquettes, which contain combustible binding agent, thickener - coal dust and filler, containing mixture of oil-slime and coil-tar oil in ratio 1:(0.6-0.8) as combustible binding agent, husk of oil-bearing crop seeds as filler and additionally contain hardener - hydrofuse and waste from process of deodorisation of vegetable oils in ratio 1: (0.1-0.5) with the following weight ratio of components: combustible binding agent 40-50; thickener 30-40; hardener 2-4; filler to 100.

EFFECT: obtaining high-quality fuel briquettes, which extend assortment of their composition, as well as utilisation of wastes from oil-processing, production of vegetable oils and coal.

10 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к топливным брикетам, которые могут найти применение в малой энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве, на железнодорожном транспорте, в бытовых печах, каминах.The invention relates to fuel briquettes, which can find application in small energy, housing and communal services, railway transport, in domestic stoves, fireplaces.

Известен способ получения топливных брикетов (патент РФ №2100416, C10L 5/44, 1996 г.) из древесных отходов и отходов битумного производства при следующем соотношении компонентов, масс.%: древесные отходы 80-90, отходы битумного производства 10-20.A known method of producing fuel briquettes (RF patent No. 2100416, C10L 5/44, 1996) from wood waste and bitumen production waste in the following ratio of components, wt.%: Wood waste 80-90, bitumen production waste 10-20.

Недостатками топливных брикетов, приготовленных из таких составляющих, является их высокая слипаемость и низкая прочность.The disadvantages of fuel briquettes prepared from such components are their high adhesion and low strength.

Известен способ получения топливных брикетов (патент РФ №2130047, C10L 5/02, 5/12, 5/44, 1998 г.) из нефтешлама и/или отработанного машинного масла в количестве - 10-32% масс. и до 100% масс. измельченных твердых веществ из группы: древесные опилки, торф, обезвоженный навоз или птичий помет, коксовая или угольная мелочь, угольный шлам, лигнин и их смеси.A known method of producing fuel briquettes (RF patent No. 2130047, C10L 5/02, 5/12, 5/44, 1998) from sludge and / or used engine oil in an amount of 10-32% of the mass. and up to 100% of the mass. crushed solids from the group: sawdust, peat, dehydrated manure or bird droppings, coke or coal fines, coal sludge, lignin and mixtures thereof.

Недостатком топливных брикетов, приготовленных из таких составляющих, является их низкая прочность.The disadvantage of fuel briquettes prepared from such components is their low strength.

Наиболее близким по составу получаемых топливных брикетов является способ получения топливных окатышей (патент РФ №2497935, C10L 5/00, 5/10, 5/16, 5/40, 5/44, 2011 г.) из горючего связующего компонента, загустителя и наполнителя. В качестве горючего связующего компонента используют: нефтешлам, и/или мазут, и/или отработанные индустриальные масла, и/или отходы битума, и/или масложировые отходы пищевой промышленности. В качестве загустителя используют: древесную муку, муку из МДФ, мелкую крошку ДСП, угольную пыль, а в качестве наполнителя используют древесные стружки и опилки.The closest composition of the obtained fuel briquettes is a method for producing fuel pellets (RF patent No. 2497935, C10L 5/00, 5/10, 5/16, 5/40, 5/44, 2011) from a combustible binder component, a thickener and filler. As a combustible binder component use: oil sludge, and / or fuel oil, and / or waste industrial oils, and / or bitumen waste, and / or oil and fat waste of the food industry. As a thickener, wood flour, MDF flour, fine chipboard chips, coal dust are used, and wood chips and sawdust are used as filler.

Недостатком топливных брикетов, приготовленных из таких составляющих, является их низкая прочность и высокая крошимость.The disadvantage of fuel briquettes prepared from such components is their low strength and high crumbling.

Задачей заявляемого технического решения является разработка твердого топлива высокого качества, состав которого повышает ассортимент топливных брикетов, а также утилизация отходов нефтепереработки, производства растительных масел и угля.The objective of the proposed technical solution is the development of high-quality solid fuel, the composition of which increases the range of fuel briquettes, as well as the disposal of waste oil, the production of vegetable oils and coal.

Техническим результатом являются топливные брикеты высокого качества, расширяющие ассортимент их состава.The technical result is high quality fuel briquettes, expanding the range of their composition.

Технический результат достигается тем, что топливные брикеты содержат горючее связующее - смесь нефтешлама и каменноугольного масла в соотношении 1:(0,6-0,8), загуститель - угольную пыль, наполнитель - лузгу семян масличных культур и отвердитель - гидрофуз и отход процесса дезодорации растительных масел в соотношении 1:(0,1-0,5) при следующем массовом соотношении компонентов; масс.%:The technical result is achieved in that the fuel briquettes contain a combustible binder - a mixture of oil sludge and coal oil in a ratio of 1: (0.6-0.8), a thickener - coal dust, a filler - husk of oilseeds and a hardener - water-repellent and a deodorization process waste vegetable oils in a ratio of 1: (0.1-0.5) in the following mass ratio of components; mass%:

горючее связующееfuel binder 40-5040-50 загустительthickener 30-4030-40 отвердительhardener 2-42-4 наполнительfiller до 100up to 100

Отличительными признаками предложенного технического решения является введение в состав топливных брикетов каменноугольного масла, лузги семян масличных культур и отвердителя.Distinctive features of the proposed technical solution is the introduction of coal briquettes, oil husks and hardener into the fuel briquettes.

Использование смеси нефтешлама (НШ) и каменноугольного масла (КУМ) в качестве связующего горючего позволяет не только повысить теплотворную способность топливных брикетов, но и увеличить их механические свойства за счет отверждения смол, содержащихся в нефтешламе и каменноугольной смоле.The use of a mixture of oil sludge (NS) and coal oil (KUM) as a binder fuel allows not only to increase the calorific value of fuel briquettes, but also to increase their mechanical properties by curing the resins contained in the oil sludge and coal tar.

В качестве отвердителя используют смесь отходов производства растительных масел, имеющих кислую среду (рН=3,5-4,0). При рафинировании масел проводят их гидратацию путем обработки лимонной или фосфорной кислотой с дальнейшим разделением фаз сепарацией. Отходом производства на этой стадии является гидрофуз (ГФ), который затем подвергают нейтрализации. При использовании гирофуза в качестве отвердителя стадия нейтрализации ликвидируется. Стадию дезодорации растительного масла проводят острым паром при температуре 225-260°С и остаточном давлении 1-3 мм ртутного столба. Отход процесса дезодорации (ОПД) содержит жирные кислоты, которые в нашем случае тоже используются как отвердитель.As a hardener, a mixture of vegetable oil production wastes having an acidic environment (pH = 3.5-4.0) is used. When refining oils, they are hydrated by treatment with citric or phosphoric acid with further separation of the phases by separation. The waste product at this stage is hydrofuse (HF), which is then neutralized. When gyrofuse is used as a hardener, the neutralization stage is eliminated. The stage of deodorization of vegetable oil is carried out with hot steam at a temperature of 225-260 ° C and a residual pressure of 1-3 mm Hg. The waste of the deodorization process (OPD) contains fatty acids, which in our case are also used as a hardener.

Угольная пыль, используемая в качестве загустителя, является отходом следующих стадий добычи угля: бурение шурфов, взрывные работы, отбойка угля комбайнами, погрузка и транспортировка угля. Угольная пыль обеспечивает высокую теплоту сгорания топливных брикетов.Coal dust used as a thickener is a waste of the following stages of coal mining: drilling pits, blasting, chopping coal with combines, loading and transporting coal. Coal dust provides a high calorific value for fuel briquettes.

Топливные брикеты получают следующим образом.Fuel briquettes receive as follows.

Нефтешлам подогревают до температуры 80-95°С и смешивают с каменноугольным маслом в течение 10-15 минут, добавляют отвердитель, который готовят перемешиванием при температуре окружающей среды в течение 10 минут. Полученную смесь помещают в шнековую мешалку, добавляют угольную пыль, перемешивают при температуре 80-95°С и вводят лузгу семян с дальнейшим перемешиванием полученной смеси в течение 30-40 минут. Смесь пропускают через фильеру с отверстием 2,5-3 см и отрезают ножом брикеты длиной 5-7 см. Полученные брикеты охлаждают на ленточном транспортере и ссыпают в емкости для транспортировки к месту эксплуатации.Oil sludge is heated to a temperature of 80-95 ° C and mixed with coal oil for 10-15 minutes, a hardener is added, which is prepared by stirring at ambient temperature for 10 minutes. The resulting mixture is placed in a screw mixer, coal dust is added, stirred at a temperature of 80-95 ° C and seeds husk is introduced with further mixing of the resulting mixture for 30-40 minutes. The mixture is passed through a die with an aperture of 2.5-3 cm and briquettes 5-7 cm long are cut with a knife. The resulting briquettes are cooled on a conveyor belt and poured into containers for transportation to the place of operation.

Получение топливных брикетов осуществляли в лабораторных условиях, горючее связующее готовили в емкости с лопастной мешалкой, туда же добавляли отвердитель, предварительно приготовленный в другой емкости. Затем полученную смесь помещали в шнековую мешалку и добавляли угольную пыль и лузгу семян. После перемешивания получали брикеты с их последующей сушкой и упаковкой.Obtaining fuel briquettes was carried out in laboratory conditions, a fuel binder was prepared in a container with a paddle mixer, and a hardener, previously prepared in another container, was added there. Then the resulting mixture was placed in a screw mixer and coal dust and husk of seeds were added. After mixing, briquettes were obtained, followed by drying and packaging.

Полученные топливные брикеты подвергали анализу на теплотворную способность, крошимость, прочность и слипаемость.The resulting fuel briquettes were subjected to analysis for calorific value, crumbling, strength and adhesion.

Примеры получения топливных брикетов.Examples of obtaining fuel briquettes.

Пример №1Example No. 1

529,4 г НШ нагреваем до 85°С, добавляем 370,6 г КУМ и перемешиваем в течение 15 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, предварительно приготовленного перемешиванием 46 г ГФ и 14 г ОПД при температуре окружающей среды в течение 10 минут. Полученную смесь помещаем в шнековую мешалку и добавляем туда 700 г угольной пыли и 340 г лузги семян и перемешиваем при температуре 85°С в течение 40 минут. Полученную смесь пропускаем через фильеру с отверстием 3 см и отрезаем брикеты длиной 5-7 см. Брикеты поступают на ленточный транспортер и охлаждаются при температуре окружающей среды. С транспортера они поступают в упаковочные ящики. Полученным брикетам определяли низшую теплотворную способность, крошимость и прочность.We heat 529.4 g of NS to 85 ° C, add 370.6 g of KUM and mix for 15 minutes. Then add 60 g of hardener, previously prepared by mixing 46 g of HF and 14 g of OPD at ambient temperature for 10 minutes. The resulting mixture is placed in a screw mixer and add 700 g of coal dust and 340 g of husk seeds there and mix at a temperature of 85 ° C for 40 minutes. The resulting mixture is passed through a die with a hole of 3 cm and cut off briquettes 5-7 cm long. The briquettes enter the conveyor belt and are cooled at ambient temperature. From the conveyor they enter the packaging boxes. The resulting briquettes were determined by the lower calorific value, crumbling and strength.

Состав брикетов и результаты испытаний представлены в таблицах №1 и 2.The composition of the briquettes and the test results are presented in tables No. 1 and 2.

Пример №2Example No. 2

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 500 г НШ, нагреваем до температуры 80°С, добавляем 300 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 40 г отвердителя, приготовленного из 3,6 г ОПД и 36,4 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 600 г угольной пыли и 560 г лузги и перемешиваем смесь при температуре 80°С в течение 35 минут.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 500 g NSH, heat to a temperature of 80 ° C, add 300 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 40 g of hardener prepared from 3.6 g of OPD and 36.4 g of HF. Add 600 g of coal dust and 560 g of husk to the screw mixer and mix the mixture at a temperature of 80 ° C for 35 minutes.

Пример №3Example No. 3

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 555,6 г НШ, нагреваем до температуры 95°С, добавляем 444,4 г КУМ и перемешиваем 15 минут. Затем добавляем 80 г отвердителя, приготовленного из 26,7 г ОПД и 53,3 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 800 г угольной пыли и 120 г лузги и перемешиваем смесь при температуре 95°С в течение 30 минут.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 555.6 g NS, heat to a temperature of 95 ° C, add 444.4 g KUM and mix for 15 minutes. Then we add 80 g of hardener prepared from 26.7 g of OPD and 53.3 g of HF. Add 800 g of coal dust and 120 g of husk to the screw mixer and mix the mixture at 95 ° C for 30 minutes.

Пример №4 (сравнительный)Example No. 4 (comparative)

Топливные брикеты готовим по примеру №1 стой разницей, что берем 411,8 г НШ, добавляем 288,2 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, приготовленного из 13,8 г ОПД и 46,2 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 700 г угольной пыли и 540 г лузги.We prepare fuel briquettes according to Example No. 1, with the difference that we take 411.8 g NS, add 288.2 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 60 g of hardener prepared from 13.8 g of OPD and 46.2 g of HF. Add 700 g of coal dust and 540 g of husk to the screw mixer.

Пример №5 (сравнительный)Example No. 5 (comparative)

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 647,1 г НШ, добавляем 452,9 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, приготовленного из 13,8 г ОПД и 46,2 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 700 г угольной пыли и 140 г лузги.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 647.1 g NS, add 452.9 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 60 g of hardener prepared from 13.8 g of OPD and 46.2 g of HF. Add 700 g of coal dust and 140 g of husk to the screw mixer.

Пример №6 (сравнительный)Example No. 6 (comparative)

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 529,4 г НШ, добавляем 370,6 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, приготовленного из 13,8 г ОПД и 46,2 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 500 г угольной пыли и 540 г лузги.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 529.4 g NS, add 370.6 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 60 g of hardener prepared from 13.8 g of OPD and 46.2 g of HF. Add 500 g of coal dust and 540 g of husk to the screw mixer.

Пример №7 (сравнительный)Example No. 7 (comparative)

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 529,4 г НШ, добавляем 370,6 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, приготовленного из 13,8 г ОПД и 46,2 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 900 г угольной пыли и 140 г лузги.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 529.4 g NS, add 370.6 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 60 g of hardener prepared from 13.8 g of OPD and 46.2 g of HF. Add 900 g of coal dust and 140 g of husk to the screw mixer.

Пример №8 (сравнительный)Example No. 8 (comparative)

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 600 г НШ, добавляем 300 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, приготовленного из 13,8 г ОПД и 46,2 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 700 г угольной пыли и 340 г лузги.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 600 g NSH, add 300 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 60 g of hardener prepared from 13.8 g of OPD and 46.2 g of HF. Add 700 g of coal dust and 340 g of husk to the screw mixer.

Пример №9 (сравнительный)Example No. 9 (comparative)

Топливные брикеты готовим по примеру №1 с той разницей, что берем 486,5 г НШ, добавляем 413,5 г КУМ и перемешиваем 10 минут. Затем добавляем 60 г отвердителя, приготовленного из 13,8 г ОПД и 46,2 г ГФ. В шнековую мешалку добавляем 700 г угольной пыли и 340 г лузги.We prepare fuel briquettes according to example No. 1 with the difference that we take 486.5 g NSH, add 413.5 g KUM and mix for 10 minutes. Then add 60 g of hardener prepared from 13.8 g of OPD and 46.2 g of HF. Add 700 g of coal dust and 340 g of husk to the screw mixer.

Пример №10 (по прототипу)Example No. 10 (prototype)

Берем 852 г нефтешлама и смешиваем с 452 г загустителя - древесной муки до получения тестообразной «няши», которую перекладываем в смеситель с добавлением 298 г наполнителя - опилок и древесных стружек, перемешиваем 2 минуты и добавляем постепенно 298 г наполнителя при постоянном перемешивании до получения окатышей шарообразной формы. В конце перемешивания добавляем 100 г древесной муки.We take 852 g of oil sludge and mix with 452 g of thickener - wood flour until a doughy "nyasha" is obtained, which we transfer to the mixer with the addition of 298 g of filler - sawdust and wood chips, mix for 2 minutes and gradually add 298 g of filler with constant stirring until pellets are obtained spherical shape. At the end of mixing, add 100 g of wood flour.

Полученные окатыши анализировали по предыдущим примерам. Состав окатышей и результаты испытаний представлены в таблицах №1 и 2.The obtained pellets were analyzed according to the previous examples. The composition of the pellets and the test results are presented in tables No. 1 and 2.

В результате проведения экспериментальных исследований было установлено оптимальное соотношение заявленных компонентов. Однако следует отметить, что уменьшение содержания в топливных брикетах горючего связующего (пр. №4) приводит к уменьшению теплотворной способности и увеличению крошимости, а увеличение его содержания выше заявленного (пр. №5) снижает прочность брикетов и увеличивает их слипаемость. Снижение и увеличение загустителя в топливных брикетах (пр. №6 и 7) снижает теплотворную способность и прочность и увеличивает крошимость. Не менее важное значение имеет и соотношение НШ:КУМ. При снижении соотношения (пр. №8) уменьшается прочность брикетов, а при увеличении (пр. №9) - повышается слипаемость брикетов.As a result of experimental studies, the optimal ratio of the claimed components was found. However, it should be noted that a decrease in the content of a combustible binder in fuel briquettes (pr. No. 4) leads to a decrease in calorific value and an increase in crumbling, and an increase in its content above the stated (pr. No. 5) reduces the strength of the briquettes and increases their adhesion. Reducing and increasing the thickener in fuel briquettes (pr. No. 6 and 7) reduces the calorific value and strength and increases crumbling. Equally important is the ratio of NS: KUM. With a decrease in the ratio (Project No. 8), the strength of the briquettes decreases, and with an increase (Project No. 9), the cohesion of the briquettes increases.

Сравнительные показатели с окатышами по примеру-прототипу (пр. №10) демонстрируют более высокий уровень характеристик заявленных топливных брикетов.Comparative indicators with pellets in the prototype example (pr. No. 10) demonstrate a higher level of performance of the declared fuel briquettes.

Кроме того, следует отметить, что предложенное изобретение решает проблемы утилизации отходов сразу нескольких производств, расширяет ассортимент твердых топлив.In addition, it should be noted that the proposed invention solves the problems of waste disposal of several industries, expands the range of solid fuels.

Таким образом, использование данных топливных брикетов при существенном повышении их качественных характеристик значительно снижает экологическую опасность от выбросов вредных веществ в атмосферу.Thus, the use of these fuel briquettes with a significant increase in their quality characteristics significantly reduces the environmental hazard from emissions of harmful substances into the atmosphere.

Claims

Топливные брикеты, содержащие горючее связующее, загуститель - угольную пыль и наполнитель, отличающиеся тем, что в качестве горючего связующего они содержат смесь нефтешлама и каменноугольного масла в соотношении 1:(0,6-0,8), в качестве наполнителя - лузгу семян масличных культур и дополнительно содержат отвердитель - гидрофуз и отход процесса дезодорации растительных масел в соотношении 1:(0,1-0,5) при следующем соотношении компонентов, масс.%:
горючее связующее 40-50 загуститель 30-40 отвердитель 2-4 наполнитель до 100

Fuel briquettes containing a combustible binder, a thickener - coal dust and filler, characterized in that as a combustible binder they contain a mixture of oil sludge and coal oil in a ratio of 1: (0.6-0.8), as a filler - husk of oilseeds cultures and additionally contain a hardener - hydrofuse and waste of the process of deodorization of vegetable oils in a ratio of 1: (0.1-0.5) in the following ratio of components, wt.%:
fuel binder 40-50 thickener 30-40 hardener 2-4 filler up to 100